វ៉ាន់ ដឺ វ៉ាល់ស៍ (Van der Waals) គឺជាឈ្មោះរបស់អ្នករូបវិទ្យាជនជាតិហូឡង់ម្នាក់ គឺលោក J.D. វ៉ាន់ ដឺ វ៉ាល់ស៍ (1837–1923)។ សមីការស្ថានភាពវ៉ាន់ ដឺ វ៉ាល់ស៍ គឺជាសមីការឧស្ម័ននៃស្ថានភាព ស្រដៀងគ្នាទៅនឹង សមីការឧស្ម័នដ៏ល្អនៃស្ថានភាព ។ ភាពខុសគ្នាគឺថា សមីការឧស្ម័នដ៏ល្អមិនអាចផ្តល់លទ្ធផលត្រឹមត្រូវបានទេ ប្រសិនបើសម្ពាធ និងដង់ស៊ីតេនៃឧស្ម័នពិតមានទំហំធំល្មម។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សមីការស្ថានភាពវ៉ាន់ ដឺ វ៉ាល់ស៍ អាចផ្តល់លទ្ធផលត្រឹមត្រូវជាង។
សមីការនេះមានប្រភពមកពីលោក Van der Waals ដែលបានទទួលស្គាល់ពីដែនកំណត់នៃសមីការឧស្ម័នដ៏ល្អនៃស្ថានភាព។ លោក Waals បានកែប្រែសមីការឧស្ម័នដ៏ល្អនៃស្ថានភាពដោយបន្ថែមកត្តាជាច្រើនដែលមានឥទ្ធិពលលើស្ថានភាពនៃឧស្ម័នពិត នៅពេលដែលសម្ពាធ និងដង់ស៊ីតេនៃឧស្ម័នពិតខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់។
នៅពេលដែលសម្ពាធឧស្ម័នកើនឡើង សីតុណ្ហភាព និងដង់ស៊ីតេនៃឧស្ម័នក៏កើនឡើងផងដែរ ខណៈពេលដែលបរិមាណនៃឧស្ម័នថយចុះ។
សម្ពាធឧស្ម័នមានសមាមាត្របញ្ច្រាសទៅនឹងបរិមាណ។ ប្រសិនបើសម្ពាធឧស្ម័នកើនឡើង បរិមាណនឹងថយចុះ។ ផ្ទុយទៅវិញ ប្រសិនបើបរិមាណឧស្ម័នថយចុះ សម្ពាធឧស្ម័នកើនឡើង។ នៅពេលដែលបរិមាណឧស្ម័នថយចុះ ដង់ស៊ីតេឧស្ម័នកើនឡើង (ដង់ស៊ីតេ = ដង់ស៊ីតេ = ម៉ាស់ / បរិមាណ)។ អាចនិយាយបានថា សម្ពាធគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងដង់ស៊ីតេ។ ប្រសិនបើសម្ពាធឧស្ម័នខ្ពស់ នោះដង់ស៊ីតេឧស្ម័នក៏ខ្ពស់ដែរ។ ផ្ទុយទៅវិញ ប្រសិនបើសម្ពាធឧស្ម័នទាប នោះដង់ស៊ីតេឧស្ម័នក៏ទាបដែរ។ សម្ពាធឧស្ម័នក៏សមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងសីតុណ្ហភាពផងដែរ។ ប្រសិនបើសម្ពាធឧស្ម័នកើនឡើង សីតុណ្ហភាពឧស្ម័នកើនឡើង។ យើងអាចសន្និដ្ឋានបានថា ប្រសិនបើសម្ពាធឧស្ម័នកើនឡើង សីតុណ្ហភាព និងដង់ស៊ីតេឧស្ម័នកើនឡើង ខណៈពេលដែលបរិមាណឧស្ម័នថយចុះ។
នៅពេលដែលបរិមាណឧស្ម័នថយចុះ ចម្ងាយរវាងម៉ូលេគុលកាន់តែខិតជិតគ្នា។ នៅពេលដែលចម្ងាយរវាងម៉ូលេគុលកាន់តែខិតជិតគ្នា ម៉ូលេគុលនឹងទាក់ទាញគ្នាទៅវិញទៅមក។ វាស្រដៀងគ្នាទៅនឹងពេលដែលដុំដែកមួយត្រូវបាននាំមកជិតមេដែក។ ប្រសិនបើចម្ងាយរវាងមេដែក និងដែកមានចម្ងាយគ្រប់គ្រាន់ មេដែកមិនអាចទាក់ទាញដែកបានទេ។ ប៉ុន្តែប្រសិនបើចម្ងាយរវាងមេដែក និងដែកនៅជិតគ្នា ដែកនឹងត្រូវបានទាញឱ្យកាន់តែខិតជិតភ្លាមៗ។ នៅពេលដែលម៉ូលេគុលហៀបនឹងប៉ះទង្គិចគ្នា អេឡិចត្រុងនៅខាងក្រៅម៉ូលេគុលនឹងរុញច្រានគ្នាទៅវិញទៅមក (ការរុញច្រានអគ្គិសនី)។ ជាលទ្ធផល ម៉ូលេគុលមិនអាចជាប់គ្នាបានទេ។ ពីការពន្យល់សង្ខេបនេះ អាចនិយាយបានថា កម្លាំងទាក់ទាញរវាងម៉ូលេគុលក៏ប៉ះពាល់ដល់ស្ថានភាពនៃឧស្ម័នផងដែរ។
នៅពេលដែលសម្ពាធឧស្ម័នខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ ហើយបរិមាណឧស្ម័នមានទំហំតូច ចម្ងាយរវាងម៉ូលេគុលកាន់តែខិតជិតគ្នា។ ក្នុងករណីនេះ ម៉ូលេគុលបំពេញស្ទើរតែគ្រប់បរិមាណឧស្ម័ន។ ដោយសារតែម៉ូលេគុលក៏មានទំហំផងដែរ (អង្កត់ផ្ចិតអាតូម = 10-10 ម៉ែត្រ ) យើងក៏ត្រូវគិតគូរពីបរិមាណម៉ូលេគុលទាំងនេះផងដែរ។
សមីការនៃស្ថានភាព
វ៉ាន់ ដឺ វ៉ាល់ស៍ បានបង្កើតសមីការនៃស្ថានភាពមួយ ដោយគិតគូរពីបរិមាណម៉ូលេគុល និងអន្តរកម្មដែលកើតឡើងរវាងម៉ូលេគុល។ សមីការដែលទទួលបានដោយវ៉ាន់ ដឺ វ៉ាល់ស៍ គឺជាការកែប្រែសមីការឧស្ម័នដ៏ល្អនៃស្ថានភាព PV = nRT។
ព័ត៌មាន៖
P = សម្ពាធឧស្ម័ន (N/m2 = Pa)
V = បរិមាណឧស្ម័ន (ម 3 )
R = ថេរឧស្ម័នសកល (R = 8,315 J/mol.K = 8315 kJ/kmol.K)
T = សីតុណ្ហភាព (K)
a = ថេរជាក់ស្តែង (តម្លៃរបស់វាអាស្រ័យលើកម្លាំងទាក់ទាញរវាងម៉ូលេគុលឧស្ម័ន)
b = ថេរជាក់ស្តែង (តំណាងឲ្យបរិមាណម៉ូលេគុលឧស្ម័នមួយម៉ូល)
n = ចំនួនម៉ូល (mol)
bn = បរិមាណសរុបនៃម៉ូលេគុលឧស្ម័ន
ចំនួនថេរ a និង b ត្រូវបានទទួលដោយពិសោធន៍។ តម្លៃនៃចំនួនថេរ a និង b អាស្រ័យលើប្រភេទឧស្ម័ន។
n 2 / V 2 = សមាមាត្រនៃការ៉េនៃចំនួនម៉ូល (n) ទៅនឹងការ៉េនៃបរិមាណឧស្ម័ន (V)។ តម្លៃនៃ n 2 / V 2 អាស្រ័យលើសម្ពាធ និងដង់ស៊ីតេនៃឧស្ម័ន។ ប្រសិនបើសម្ពាធឧស្ម័ន (P) ធំ នោះបរិមាណឧស្ម័ន (V) គឺតូច។ V កាន់តែតូច n 2 / V 2 កាន់តែធំ ។ នៅពេលដែលបរិមាណឧស្ម័នតូច (n 2 / V 2 ធំ) ចម្ងាយរវាងម៉ូលេគុលកាន់តែខិតជិតគ្នា។ ចម្ងាយរវាងម៉ូលេគុលកាន់តែជិត លទ្ធភាពនៃអន្តរកម្មរវាងម៉ូលេគុល (ការប៉ះទង្គិច ការទាក់ទាញគ្នាទៅវិញទៅមក) កាន់តែធំ។ ដូច្នេះ n 2 / V 2 គឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងចំនួនថេរ a (ប្រៀបធៀបជាមួយសមីការ van der Waals ផ្នែកខាងឆ្វេង)។ តម្លៃនៃ n 2 / V 2 កាន់តែធំ កម្លាំងទាក់ទាញរវាងម៉ូលេគុល (a) កាន់តែធំ។ ផ្ទុយទៅវិញ ប្រសិនបើសម្ពាធឧស្ម័ន (P) តូច នោះបរិមាណឧស្ម័ន (V) កាន់តែធំ។ V កាន់តែធំ n 2 / V 2 កាន់តែតូច ។ n₂ /V₂ កាន់តែ តូច កម្លាំងទាក់ទាញរវាងម៉ូលេគុលក៏តូចជាងដែរ។
(V – bn) = ភាពខុសគ្នារវាងបរិមាណឧស្ម័ន និងបរិមាណសរុបនៃម៉ូលេគុលឧស្ម័ន។ ចំនួនថេរ b បញ្ជាក់ពីបរិមាណនៃម៉ូលេគុលឧស្ម័នមួយម៉ូល។ n = ចំនួនម៉ូល។ ផលគុណនៃ b និង n (bn) = បរិមាណសរុបនៃម៉ូលេគុលឧស្ម័ន។ ប្រសិនបើសម្ពាធឧស្ម័ន (P) ធំជាង បរិមាណឧស្ម័ន (V) តូចជាង។
V កាន់តែតូច កម្លាំងទាក់ទាញរវាងម៉ូលេគុលកាន់តែតូច (V – bn)។ នេះមានន័យថាចម្ងាយរវាងម៉ូលេគុលកាន់តែជិត ហើយជាការពិតណាស់ កម្លាំងទាក់ទាញរវាងម៉ូលេគុលកាន់តែធំជាង។ ផ្ទុយទៅវិញ ប្រសិនបើសម្ពាធឧស្ម័នទាបជាង បរិមាណឧស្ម័នកាន់តែធំ។ បរិមាណឧស្ម័នកាន់តែធំ (V – bn)។ កម្លាំងទាក់ទាញរវាងម៉ូលេគុលឧស្ម័នកាន់តែតូច។
យើងអាចនិយាយបានថា សមីការ van der Waals នៃស្ថានភាពពិពណ៌នាអំពីស្ថានភាពនៃឧស្ម័នពិតបានត្រឹមត្រូវជាងសមីការឧស្ម័នដ៏ល្អ។ នៅពេលដែលសម្ពាធ និងដង់ស៊ីតេឧស្ម័នមានទំហំធំល្មម សមីការ van der Waals ផ្តល់លទ្ធផលកាន់តែត្រឹមត្រូវ។ ប្រសិនបើសម្ពាធឧស្ម័នមិនធំពេកទេ នោះ ( 2 /V2 ) និង (V-bn) អាចត្រូវបានមិនអើពើ ដូច្នេះសមីការ van der Waals នៃស្ថានភាពប្រែទៅជាសមីការឧស្ម័នដ៏ល្អនៃស្ថានភាព។
